Ejemplo, cómo calcular el calor absorbido o cedido en el cambio de estado

Problema n° 4 de calorimetría - TP08

Enunciado del ejercicio n° 4

Se tiene una barra de cobre de 800 g que está a 18 °C, ¿se fundirá totalmente si se le entregan 80 kcal?

m = 800 g = 0,8 kg

t_i = 18 °C

Q_T = 80 kcal

c_e = 0,0923 kcal/kg·°C (calor específico del cobre)

c_L = 51,11 kcal/kg (calor latente de fusión del cobre)

P_F = 1.083 °C

Q_S = m·c_e·(t_f - t_i) (1)

Q_L = m·c_L (2)

Q_T = Q_S + Q_L (3)

Utilizamos la fórmula de calor (1) para calcular el calor que requiere para alcanzar el punto de fusión, es decir tomamos como t_f = P_F:

Q_S = m·c_e·(P_F - t_i)

Q_S = 0,0923 kcal/kg·°C·0,8 kg·(1.083 °C - 18 °C)

Q_S = 0,07384 kcal/°C·1.065 °C

Q_S = 78,6396 kcal

Utilizando la ecuación (2) calcularemos el calor requerido para fundir la barra de cobre:

Q_L = m·c_L

Q_L = 51,11 kcal/kg·0,8 kg

Q_L = 40,888 kcal

Aplicamos la ecuación (3):

Q_T = Q_S + Q_L

Q_T = 73,6396 kcal + 40,6396 kcal

Q_T = 119,5276 kcal

Resultado, esto indica que el calor entregado (80 kcal) no es suficiente para fundir la barra de cobre totalmente.

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.